专利名称：一种后张法体外预应力钢梁和先张法预应力叠合梁结合的房屋结构体系的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种房屋结构体系，尤其涉及一种采用后张法体外预应力钢梁和 先张法预应力叠合梁结合的房屋结构体系。
背景技术：
现有技术中的房屋建造中的主体结构一般是由柱、梁、板组成的结构体系，在该结 构体系上添加墙体等结构即可完成整个楼的建造。由上述三者构成的框架结构形式主要有 现浇钢筋混凝土框架结构、装配式框架结构，其中装配式框架结构多为钢结构。因为装配 式混凝土结构构件接头多结构复杂，且用钢量也很大，整体性差。现浇框架结构整体性好， 但是，模板及支撑杆件的搭设与拆除不仅需要大量的人工、材料，而且还极其耗时。现有技 术中为了将现浇和预制有效的结合在一起，出现了很多预制整浇的技术方案。而将钢梁和 预应力预制梁、现浇板相结合的预制整浇技术比较少。这是由于预制梁本身重量比较大，运 输不方便，并且在施工现场安装预制梁又比较复杂。为了克服上述缺点，现有技术中出现了 一些对梁体进行改造的技术方案。例如中国专利申请号为CN200910060707. 0号实用新型 专利申请文件，
公开日为2009年7月22日，公开了一种预制空心叠合梁及梁与预制板的现 浇施工方法。所述梁体(2)的截面中心设置有通孔(1)，所述梁体(2)的上部设置有与梁 体(2)内部架立筋(7)连接的竖向纤维(4)。A.在梁体(2)的上平面两侧相对搁置预制板，在预制板(3)与竖向纤维⑷之间预留浇注缝；B.向梁体(4)上的预制板(3)对接处 浇注混凝土，直至埋没竖向纤维(4)，或在梁体(2)及预制板(3)的上方整体浇注混凝土，震 捣，抹平，养护凝固后，即成现浇梁板。减轻了梁体⑵的自重，竖向纤维生成叠加效应，适 于框架结构的房屋建筑，也适于高层建筑。上述方案通过设置空心梁体，来降低预制梁的重 量。但这种空心的预制梁制作工艺复杂、造价高、无可靠的梁与柱，梁与梁的联结节点，框架 整体性差，抗震性能差。又如国家知识产权局于2010年2月24日授权公开的、专利号为200920157329. 3 的实用新型专利。公开了一种新型预应力钢-混凝土组合梁，属于建筑结构工程技术领域。 该预应力组合梁为钢梁(1)两端做横向加劲板(3)，在横向加劲板下部布置若干根直线钢 索(4)，然后张拉预应力钢索(4)，最后浇注混凝土板(2)，混凝土板(2)通过栓钉(5)与钢 梁(1)相连。该新型组合梁与钢梁及普通组合梁相比，虽跨中挠度及钢梁截面应力都大幅 度下降，并且施工简便，经济效益显著。但其钢绞线仅在组合梁内部张拉，没有与房屋体系 中的其他构件(如楼板、柱等)发生联系，一体性以及整体一致性较差。作为与其它构件一 同使用的房屋框架体系中的一部分而言，其与其它构件的结合性也不尽理想。现有的大跨度主梁主要有两种钢筋混凝土后张法预应力梁和H钢梁。混凝土的 后张法预应力梁施工工艺复杂，梁截面大，自重大，在地震区使用受到一定限制，采用全现 浇工艺施工工期长。钢梁的缺点是梁高较高，造价较高，钢梁的端部下翼缘板侧向稳定性较 差。
实用新型内容为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种后张法体外预应力钢梁和 先张法预应力叠合梁结合的房屋结构体系。本实用新型提供的后张法体外预应力钢梁和先张法预应力叠合梁结合的房屋结 构体系采用的主要技术方案为一种后张法体外预应力钢梁和先张法预应力叠合梁结合的 房屋结构体系，包括现浇钢骨砼柱、后张法体外预应力钢梁、先张法预应力叠合梁以及现浇 楼板，所述钢梁为H钢梁，所述先张法预应力叠合梁包括梁体和埋设于所述梁体中作为主 筋的预应力钢绞线，所述梁体的端部设置有适于与外部结构相连接的型钢，所述先张法预 应力叠合梁分为主梁和次梁，所述主梁用于连接与所述钢梁相垂直方向上的两个相邻的钢 骨砼柱，所述次梁的端部与所述钢梁连接，所述次梁为多个并依次排列，位于排头和排尾的 所述次梁或位于第二排头和第二排尾的所述次梁、其端部与所述钢梁连接的空隙处现浇形 成有转向块，其余的所述次梁、其端部与所述钢梁连接的空隙处现浇形成有加劲肋，所述后 张法体外预应力钢梁中的钢绞线设于所述转向块和加劲肋的下端并采用后张法工艺张拉 固定于两端的所述钢骨砼柱上，使张拉后的所述钢绞线形成由所述转向块的端部向上弯折 的结构。本实用新型提供的后张法体外预应力钢梁和先张法预应力叠合梁结合的房屋结 构体系还采用如下附属技术方案所述钢梁上设有与所述叠合梁的端部连接的连接钢板；在所述钢梁的至少一端与现浇钢骨砼柱连接节点的上部设有套管，所述H钢梁中 的钢绞线穿设于所述套管中；所述钢梁的腹板两侧和下翼缘板上均焊接有钢板，所述腹板两侧的所述钢板位于 所述腹板的两端，所述钢板与所述腹板之间形成有容置所述钢绞线的凹槽；所述凹槽中填充有防火砂浆，所述套管中灌有水泥浆；所述上翼缘板埋入所述楼板中，所述上翼缘板的两侧焊有角钢剪力键；所述楼板为现浇密肋楼板或现浇平板；所述先张法预应力叠合梁包括预制部件和现浇部件，所述预制部件为预制梁，所 述预制梁包括梁体和所述预应力钢绞线，所述梁体设置有箍筋，所述箍筋部分伸出所述梁 体的上表面，所述梁体的至少一个端部设置有适于与外部结构相连接的所述型钢，所述型 钢部分埋置于所述梁体内、其余部分露置于所述梁体的端部，所述梁体的至少一个侧壁上 沿纵向设置有多个支模孔；所述钢骨砼柱中的钢骨采用螺旋焊接钢管或H钢。采用本实用新型提供的一种后张法体外预应力钢梁和先张法预应力叠合梁结合 的房屋结构体系的有益效果为(1)本实用新型采用带有体外预应力的H钢梁，由于H钢梁 只承担施工阶段的楼面自重，而使用阶段的楼面荷载主要由高强度的预应力钢绞线承担， 使钢梁在满足强度要求的基础上用钢量大幅降低，降低造价。(2)由于采用后张法体外预应 力钢梁，可有效控制梁的挠度，从而降低梁的高度。(3)本实用新型采用后张法体外预应力 钢梁与先张法预应力预制混凝土梁相结合的结构体系用于大空间建筑，可加大开面间，从 而减少次梁的根数，增加钢梁和预应力混凝土梁的高强钢筋置换率，充分发挥大截面柱的 承载能力，使建筑空间增大，造价更低。(4)本实用新型预制梁采用预应力钢绞线作为主筋的预应力叠合梁，采用预应力钢绞线能够保证具有同样强度的情况下，减少主筋的用钢量 和降低梁体的高度，预制梁用先张法预应力技术在工厂制造，可以在工厂大批量生产，加快 施工进度，降低造价。(5)本实用新型将预制梁与钢骨砼柱、钢梁、楼板整体现浇能够增强三 者的连接强度，整体性好自重轻，抗震性能大大改善。(6)本实用新型在预制梁体的两侧壁 上设置了支模孔，而支模孔可将梁作为施工阶段的承重构件承受砼自重和施工荷载，省去 了落地承重架。节省施工材料，施工速度快。(7)在施工阶段，自重荷载由钢梁自承重，大空 间、高大结构中无需施工临时支柱，施工更为方便，速度快。(8)钢骨砼柱中的钢管在安装梁 前浇筑有砼，钢管在施工阶段只承受与钢骨砼柱相连的梁的自重，使得钢骨砼柱中的钢骨 用钢量得以大幅减少，降低柱造价。(9)钢梁中的钢绞线设于所述凹槽中，并在凹槽中填充 有防火砂浆，显著提高钢梁整体的防火性能。(10)钢梁与次梁间的现浇砼形成的钢梁加劲 肋和转向块一举两得，有效提高钢梁的受力性能。
图1为本实用新型房屋结构体系的整体结构图；图2为本实用新型H钢梁的整体结构图；图3为本实用新型主梁和次梁的整体结构图；图4为本实用新型后张法体外预应力钢梁与楼板结合的剖视图；图4-1是本实用新型后张法体外预应力钢梁与楼板另一种结合结构的剖视图；图5为本实用新型后张法体外预应力钢梁与先张法预应力叠合梁以及转向块的 剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的详述如图1至图5所示，为本实用新型提供的一种后张法体外预应力钢梁和先张法预 应力叠合梁结合的房屋结构体系，包括现浇钢骨砼柱3、后张法体外预应力钢梁2、先张法 预应力叠合梁以及现浇楼板1，所述钢梁2为H钢梁，所述先张法预应力叠合梁包括梁体和 埋设于所述梁体中作为主筋的预应力钢绞线4，所述梁体的端部设置有适于与外部结构相 连接的型钢5，所述先张法预应力叠合梁分为主梁6和次梁7，所述主梁6用于连接与所述 钢梁2相垂直方向上的两个相邻的钢骨砼柱3，作为整个房屋结构体系中的框架梁。所述 次梁7的端部与所述钢梁2连接，所述次梁7为多个并依次排列，位于排头和排尾的所述次 梁7、其端部与所述钢梁2连接的空隙处现浇形成有转向块a。或者，位于第二排头和第二 排尾的次梁7、其端部与钢梁2连接的空隙处现浇形成有转向块a。其余的次梁7，其端部与所述钢梁2连接的空隙处现浇形成有加劲肋C。所述的次梁成排排列是以一个跨度为单位，一个跨度是指两个柱之间所横跨的距 离，连接两个柱的主梁为钢梁2，多个依次排列的次梁7，其端部分别与钢梁2连接。而位于 排头和排尾的次梁7，即是指位于一个跨度之间的，成排排列的次梁的第一个和最后一个， 如图1所示，即一排次梁中的排头第一个和排尾最后一个，这两个次梁与钢梁的连接空隙
现浇柱形成转向块a。而第二排头和第二排尾则是成排排列的第二个次梁和倒数第二个次梁。[0026]除了上面所提到的次梁以外，其余的次梁7就是指除排头与排尾的次梁或第二排 头和第二排尾的次梁以外的其他次梁7。这些次梁7的端部与钢梁之间的链接空隙现浇形 成的是加劲肋C。所述后张法体外预应力钢梁2中的钢绞线4设于所述转向块a和加劲肋c的下端 并采用后张法工艺张拉固定于两端的所述钢骨砼柱3上，使张拉后的所述钢绞线形成由所 述转向块a的端部向上弯折的结构。如图1所示，本实施例提供的后张法体外预应力钢梁2为H钢梁，包括上翼缘板 22、下翼缘板24和连接所述上翼缘板22与下翼缘板24的腹板，在下翼缘板24上焊接有2 块钢板，这2块钢板分别位于腹板的左右两侧，并位于钢梁2的中段。在钢梁2两端的腹板 上斜向焊接有L形钢板，下翼缘板24上的钢板和端部腹板上的钢板与腹板之间共同形成凹 槽25。钢绞线4容置于该凹槽25中，凹槽25中填充有防火砂浆，以提高钢梁2整体防火 性能。所述下翼缘板24上2块钢板的端部为钢绞线的弯折处，此处与排头和排尾的次梁7 端部连接的空隙处浇注形成转向块a，处理排头次梁和排尾次梁的其余次梁，其端部与钢梁 连接的空隙处浇注形成加劲肋c，相比转向块a而言，转向块a与加劲肋c内部的配筋不同。 并且，如图1所示，钢绞线4中间一段位于腹板的下部，两边的两段张拉固定于钢骨砼柱3 上向上弯折，形成一个如图1所示的近似于U形或水渠形的结构，而两端向上弯折的钢绞线 4即处于腹板两端的钢板与腹板之间形成的凹槽25中。如图5所示，在腹板的两侧和上翼缘板22之间焊接有连接钢板21，用于实现上述 的钢梁2与次梁7端部的连接，在次梁7的端部埋有型钢5，型钢5与连接钢板21通过螺栓 固定连接，在型钢5与连接钢板21连接固定后，钢梁2与次梁7的端部之间连接的空隙处， 浇筑砼形成加劲肋c。本实施例中型钢5采用槽钢。如图4，钢梁2的上翼缘板22埋入楼板1中，并在上翼缘板22的两侧焊有角钢剪 力键23，以满足抗剪需要。除此以外，如图4-1所示，钢梁2的上翼缘板22可以不埋入楼板 1中，而是紧贴在楼板的底部，而在上翼缘板22上设剪力钉，以满足抗剪需要。本实施例中 的楼板1为现浇密肋平板。也可为现浇平板。如图1所示，在钢梁2与钢骨砼柱3的连接节点的上部设有套管b，钢梁2中的钢 绞线4，其两端穿设于套管b中。该套管b主要用于在现浇时，将套管b直接浇注固定在钢 骨砼柱3与钢梁2的连接节点上部，钢绞线4穿设于套管b中，便于浇注砼后张拉钢绞线4。 因本实用新型为后张法预应力的钢梁2，在浇注砼之后再张拉，因此套管b可以起到使钢绞 线不与砼粘结，便于砼达到强度，张拉钢绞线时能自由伸缩。本实施例中，先张法预应力叠合梁包括预制部件和现浇部件。预制部件为预制梁， 所述预制梁包括梁体，上述叠合梁中作为主筋的预应力钢绞线就埋设于所述预制梁的梁体 中。所述梁体设置有箍筋9，所述箍筋9与所述钢绞线4相连接，且所述箍筋9的部分伸出 所述梁体的上表面。现浇部分是叠合梁的上部主筋与箍筋9绑扎后与楼板1混凝土同时浇 筑而形成的。所述梁体的至少一个端部设置有适于与外部结构相连接的型钢5，所述型钢5 的部分埋置于所述梁体内，其余部分露置于所述梁体的端部，本实施例中型钢5采用槽钢。参见图1至图5，在本实用新型给出的上述实施例中，本实用新型在梁体的两侧壁 上设置了支模孔8，所述支模孔8用于安装模板支撑架，楼板与叠合梁整浇过程中，楼板模 板均可以通过支模孔8进行安装，使得模板无需设置落地承重架，该结构也能够实现多层
6结构立体交叉施工的目的。因此，该支模孔8可将叠合梁作为施工阶段的承重构件承受砼 自重。无需设置密集的落地脚手架等承重架，利于房屋多个工序的同步进行，提高了房屋的 建造速度。所述支模孔进一步的提高了叠合梁在房屋建造过程中对于速度的提高，同时降 低了模板造价，加快施工进度。 参见图1至图5，在本实用新型给出的上述实施例中，所述梁体上的所有支模孔8 位于同一水平线上，所述支模孔8为通孔，将所有支模孔8设置在同一水平线上，能够保证 安装在支模孔8处的模板处于同一平面，从而保证整个楼板的平整度。所述支模孔8为通 孔，模板的支撑件可以直接穿过。当然该支模孔8也可以设置成盲孔，并且在梁体的两侧分 别设置，该盲孔也可以用于安装模板。但设置通孔是最优的方案，加工方便，使用也更加简本实施例中的所述楼板1为现浇密肋楼板，所述密肋楼板的施工模板采用波形压 型钢板，无需使用木模，不仅节约木料，保护森林资源，而且制备的楼板为密肋楼板，自重 轻，钢筋用量减少。在本实用新型中，先张法预应力叠合梁分为主梁6和次梁7。本实用新型所谓的钢绞线4是采用多股钢丝编织而成的，该种钢绞线4强度高，在 采用先张法拉伸后，能够产生较高的预应力，将该类钢绞线埋设于叠合梁中作为主筋，可大 幅降低梁的用钢量。本实用新型所称的叠合梁是指预制梁梁体设置有箍筋9，箍筋9的部分伸出梁体 的上表面，留置在梁体上表面的箍筋9用于楼板1的建造，从而使梁体与楼板1构成一体结 构。该种形式的梁体被称为预制叠合梁，预制叠合梁分为主梁6和次梁7，主梁6是连接于 钢骨砼柱3中的钢管31之间的梁，作为整个房屋结构体系中的框架梁。次梁7是连接于钢 梁2与钢梁2之间的梁。主梁6和次梁7在局部结构上会略有不同，但其主要的构成却是 相同的。对于主梁6和次梁7的命名主要是以叠合梁在安装时所处的位置而定。
权利要求1.一种后张法体外预应力钢梁和先张法预应力叠合梁结合的房屋结构体系，其特征在 于包括现浇钢骨砼柱(3)、后张法体外预应力钢梁(2)、先张法预应力叠合梁以及现浇楼 板(1)，所述钢梁(2)为H钢梁，所述先张法预应力叠合梁包括梁体和埋设于所述梁体中作 为主筋的预应力钢绞线(4)，所述梁体的端部设置有适于与外部结构相连接的型钢(5)，所 述先张法预应力叠合梁分为主梁(6)和次梁(7)，所述主梁(6)用于连接与所述钢梁(2)相 垂直方向上的两个相邻的钢骨砼柱(3)，所述次梁(7)的端部与所述钢梁(2)连接；所述次梁(7)为多个并依次排列，位于排头和排尾的所述次梁(7)或位于第二排头和 第二排尾的所述次梁(7)、其端部与所述钢梁(2)连接的空隙处现浇形成有转向块(a)，其 余的所述次梁(7)、其端部与所述钢梁(2)连接的空隙处现浇形成有加劲肋(c)，所述后张 法体外预应力钢梁(2)中的钢绞线(4)设于所述转向块(a)和加劲肋(c)的下端并采用后 张法工艺张拉固定于两端的所述钢骨砼柱(3)上，使张拉后的所述钢绞线形成由所述转向 块(a)的端部向上弯折的结构。
2.根据权利要求1所述的房屋结构体系，其特征在于所述钢梁(2)上设有与所述叠 合梁的端部连接的连接钢板(21)。
3.根据权利要求1所述的房屋结构体系，其特征在于在所述钢梁(2)的至少一端与 现浇钢骨砼柱(3)连接节点的上部设有套管(b)，所述H钢梁(2)中的钢绞线(4)穿设于所 述套管(b)中。
4.根据权利要求1所述的房屋结构体系，其特征在于所述钢梁(2)的腹板两侧和下 翼缘板(24)上均焊接有钢板，所述腹板两侧的所述钢板位于所述腹板的两端，所述钢板与 所述腹板之间形成有容置所述钢绞线的凹槽(25)。
5.根据权利要求4所述的房屋结构体系，其特征在于所述凹槽(25)中填充有防火砂 浆，所述套管中灌有水泥浆。
6.根据权利要求4所述的房屋结构体系，其特征在于所述上翼缘板(22)埋入所述楼 板(1)中，所述上翼缘板(22)的两侧焊有角钢剪力键(23)。
7.根据权利要求1所述的房屋结构体系，其特征在于所述楼板(1)为现浇密肋楼板 或现浇平板。
8.根据权利要求1所述的房屋结构体系，其特征在于所述先张法预应力叠合梁包括 预制部件和现浇部件，所述预制部件为预制梁，所述预制梁包括梁体和所述预应力钢绞线 (4)，所述梁体设置有箍筋(9)，所述箍筋(9)部分伸出所述梁体的上表面，所述梁体的至少 一个端部设置有适于与外部结构相连接的所述型钢(5)，所述型钢(5)部分埋置于所述梁 体内、其余部分露置于所述梁体的端部，所述梁体的至少一个侧壁上沿纵向设置有多个支 模孔⑶。
9.根据权利要求1所述的房屋结构体系，其特征在于所述钢骨砼柱(3)中的钢骨 (31)采用螺旋焊接钢管或H钢。
专利摘要本实用新型涉及一种后张法体外预应力钢梁和先张法预应力叠合梁结合的房屋结构体系。本实用新型采用后张法体外预应力钢梁与先张法预应力预制叠合梁相结合的结构体系用于大空间建筑，可以提高钢梁和预应力叠合梁的高强钢筋置换率，充分发挥大截面柱的承载能力，使建筑空间增大，造价更低。钢骨砼柱设置的连接件可以使钢管与钢梁以及预制梁支架方便，同时能实现多层的立体快速施工，安装。施工速度快，节省人工。由于采用了有支模孔和连接型钢的预制梁，预制梁的吊装更加方便，省去了楼板模板支撑架，使得施工速度加快。节省人工。
文档编号E04C3/10GK201785865SQ201020554380
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月28日 优先权日2010年9月28日
发明者杨峰 申请人:华汇工程设计集团有限公司, 杨峰